JP7619463B2 - Wireless communication system, transmitting device, and receiving device - Google Patents
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Description
本発明は、電磁波の軌道角運動量(Orbital Angular Momentum:OAM)を用いて無線信号を空間多重伝送する技術に関連するものである。 The present invention relates to a technology for spatially multiplexing transmission of wireless signals using the orbital angular momentum (OAM) of electromagnetic waves.
近年、伝送容量向上のため、OAMを用いた無線信号の空間多重伝送技術の検討が進められている。(例えば、非特許文献1)。OAMを持つ電磁波は、伝搬軸を中心に伝搬方向にそって等位相面がらせん状に分布する。異なるOAMモードを持ち、同一方向に伝搬する電磁波は、回転軸方向において空間位相分布が直交するため、異なる信号系列で変調された各OAMモードの信号を受信装置において分離することにより、信号を多重伝送することが可能である。In recent years, in order to improve transmission capacity, spatial multiplexing transmission technology for wireless signals using OAM has been studied (for example, Non-Patent Document 1). Electromagnetic waves with OAM have equiphase surfaces distributed in a spiral shape along the propagation direction centered on the propagation axis. Electromagnetic waves with different OAM modes propagating in the same direction have orthogonal spatial phase distributions in the direction of the rotation axis, so signals can be multiplexed and transmitted by separating the signals of each OAM mode modulated with different signal sequences at the receiving device.
このOAM多重技術を用いた無線通信システムでは、複数のアンテナ素子を等間隔に円形配置した等間隔円形アレーアンテナ(以下、UCA(Uniform Circular Array)と称する。)を用い、複数のOAMモードを生成・合成して送信することにより、異なる信号系列の空間多重伝送を実現できる(例えば、非特許文献2)。複数のOAMモードの信号生成及び信号分離には、例えば、バトラー回路(バトラーマトリクス回路)が使用される。In a wireless communication system using this OAM multiplexing technology, a uniform circular array antenna (hereinafter referred to as UCA (Uniform Circular Array)) is used, in which multiple antenna elements are arranged at equal intervals in a circle, to generate, combine, and transmit multiple OAM modes, thereby achieving spatial multiplexing transmission of different signal sequences (for example, Non-Patent Document 2). For example, a Butler circuit (Butler matrix circuit) is used to generate and separate signals for multiple OAM modes.
上記のように、UCAを用いた送信装置と受信装置により、大容量の通信が可能になるが、今後は、セルラシステムへの対応、特にアクセス回線への適用が望まれている。As described above, transmitting and receiving devices using UCA enable high-capacity communications, but in the future, it is hoped that it will be compatible with cellular systems, particularly for use in access lines.
しかし、UCAを用いた従来の無線伝送技術では、複数のOAMモードの信号をモード間の干渉なく分離するために、送信アンテナと受信アンテナを正面で対向する位置に設置する必要があり、軸合わせが必要である。そのため、多方向対応が困難である。また、正確な軸合わせは難しく、送信アンテナと受信アンテナ間の軸ずれによりモード間干渉が発生し、伝送容量の低下を招く可能性がある。 However, with conventional wireless transmission technology using UCA, in order to separate multiple OAM mode signals without interference between the modes, the transmitting antenna and the receiving antenna must be installed facing each other, and axis alignment is required. This makes it difficult to support multi-directional operation. In addition, accurate axis alignment is difficult, and any axial misalignment between the transmitting antenna and the receiving antenna can cause inter-mode interference, leading to a decrease in transmission capacity.
本発明は上記の点に鑑みてなされものであり、UCAを用いた無線伝送技術において、多方向対応及びモード間干渉低減を可能とする技術を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above points, and aims to provide a technology that enables multi-directional support and reduction of inter-mode interference in wireless transmission technology using UCA.
開示の技術によれば、送信装置と受信装置とを備える無線通信システムであって、
前記送信装置は、第1のUCAと第2のUCAとを有する複数のUCAを備え、前記受信装置は、第3のUCAを備え、
前記第1のUCAの送信軸と前記第2のUCAの送信軸は異なる方向に向けられており、前記第1のUCAは前記第3のUCAと対向し、
前記送信装置は、前記第2のUCAを用いて、任意の方向に存在する端末への信号送信を行う
無線通信システムが提供される。
According to the disclosed technique, there is provided a wireless communication system including a transmitting device and a receiving device,
the transmitting device includes a plurality of UCAs including a first UCA and a second UCA, the receiving device includes a third UCA,
a transmission axis of the first UCA and a transmission axis of the second UCA are oriented in different directions, and the first UCA faces the third UCA;
The transmitting device transmits a signal to a terminal located in any direction using the second UCA.
A wireless communication system is provided.
開示の技術によれば、UCAを用いた無線伝送技術において、多方向対応及びモード間干渉低減を可能とする技術が提供される。 According to the disclosed technology, a technology is provided that enables multi-directional support and reduction of inter-mode interference in wireless transmission technology using UCA.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態(本実施の形態)を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。Hereinafter, an embodiment of the present invention (the present embodiment) will be described with reference to the drawings. The embodiment described below is merely an example, and the embodiment to which the present invention is applicable is not limited to the following embodiment.
(基本的な動作例)
まず、本実施の形態における送信装置及び受信装置において使用するUCAに係る基本的な設定・動作例について説明する。
(Basic operation example)
First, a basic setting and operation example relating to the UCA used in the transmitting device and the receiving device in this embodiment will be described.
図1は、OAMモードの信号を生成するためのUCAの位相設定例を示す。図1に示すUCAは、8つのアンテナ素子からなるUCAである。 Figure 1 shows an example of phase setting of a UCA for generating an OAM mode signal. The UCA shown in Figure 1 is a UCA consisting of eight antenna elements.
図1において、送信側におけるOAMモード0,1,2,3,…の信号は、UCAの各アンテナ素子(●で示す)に供給される信号の位相差により生成される。すなわち、OAMモードnの信号は、位相がn回転(n×360度)になるように各アンテナ素子に供給する信号の位相を設定して生成する。例えば、図1に示すようにUCAがm=8個のアンテナ素子で構成される場合で、OAMモードn=2の信号を生成する場合は、図1(3)に示すように、位相が2回転するように、各アンテナ素子に反時計回りに360n/m=90度の位相差(0度,90度,180度,270度,0度,90度,180度,270度)を設定する。In Fig. 1, the signals of
なお、OAMモードnの信号に対して位相の回転方向を逆にした信号をOAMモード-nとする。例えば、正のOAMモードの信号の位相の回転方向を反時計回りとし、負のOAMモードの信号の位相の回転方向を時計回りとする。 Note that a signal with the phase rotation direction reversed to that of an OAM mode n signal is called OAM mode -n. For example, the phase rotation direction of a positive OAM mode signal is counterclockwise, and the phase rotation direction of a negative OAM mode signal is clockwise.
異なる信号系列を異なるOAMモードの信号として生成し、生成した信号を同時に送信することで、空間多重による無線通信を行うことができる。送信側では、各OAMモードで伝送する信号を予め生成・合成し、単一UCAで各OAMモードの合成信号を送信してもよいし、複数のUCAを用いて、OAMモード毎に異なるUCAで各OAMモードの信号を送信してもよい。また、複数UCAによりOAM-MIMO多重伝送を行うことも可能である。 By generating different signal sequences as signals in different OAM modes and transmitting the generated signals simultaneously, wireless communication using spatial multiplexing can be performed. On the transmitting side, signals to be transmitted in each OAM mode may be generated and synthesized in advance, and the synthesized signal for each OAM mode may be transmitted using a single UCA, or multiple UCAs may be used to transmit signals for each OAM mode using different UCAs for each OAM mode. It is also possible to perform OAM-MIMO multiplexing transmission using multiple UCAs.
受信側でOAM多重信号を分離するためには、受信側のUCAの各アンテナ素子の位相を、送信側のアンテナ素子の位相と逆方向になるように設定すればよい。また、OAM-MIMO多重伝送の信号を分離するには、MIMO等化等のMIMO技術を使用する。 To separate the OAM multiplexed signal on the receiving side, the phase of each antenna element of the receiving UCA is set to be opposite to the phase of the antenna element on the transmitting side. In addition, to separate the signals of OAM-MIMO multiplexed transmission, MIMO technology such as MIMO equalization is used.
図2は、OAM多重信号の位相分布と信号強度分布の例を示す。図2(1),(2)において、送信側から伝搬方向に直交する端面(伝搬直交平面)で見た、OAMモード1とOAMモード2の信号の位相分布を矢印で表す。矢印の始めは0度であり、位相が線形に変化して矢印の終わりは360度である。すなわち、OAMモードnの信号は、伝搬直交平面において、位相がn回転(n×360度)しながら伝搬する。なお、OAMモード-1,-2の信号の位相分布の矢印は逆向きになる。
Figure 2 shows an example of the phase distribution and signal intensity distribution of an OAM multiplexed signal. In Figures 2 (1) and (2), the arrows represent the phase distribution of
各OAMモードの信号は、OAMモード毎に信号強度分布と信号強度が最大になる位置が異なる。ただし、符号が異なる同じOAMモードの強度分布は同じである。具体的には、OAMモードが高次になるほど、信号強度が最大になる位置が伝搬軸から遠くなる(非特許文献2)。ここで、OAMモードの値が大きい方を高次モードと称する。例えば、OAMモード3の信号は、OAMモード0、OAMモード1、OAMモード2の信号より、高次モードである。
The signal intensity distribution and the position where the signal intensity is maximum differ for each OAM mode. However, the intensity distribution of the same OAM mode with a different sign is the same. Specifically, the higher the OAM mode, the farther the position where the signal intensity is maximum is from the propagation axis (Non-Patent Document 2). Here, the OAM mode with a larger value is called a higher-order mode. For example, a signal in
図2(3)は、OAMモードごとに信号強度が最大になる位置を円環で示すが、OAMモードが高次になるほど信号強度が最大になる位置が中心軸から遠くなり、かつ伝搬距離に応じてOAMモード多重信号のビーム径が広がり、OAMモードごとに信号強度が最大になる位置を示す円環が大きくなる。 Figure 2 (3) shows the position where the signal strength is maximum for each OAM mode as a circle. The higher the OAM mode, the farther the position where the signal strength is maximum is from the central axis. Also, the beam diameter of the OAM mode multiplexed signal widens depending on the propagation distance, and the circle showing the position where the signal strength is maximum for each OAM mode becomes larger.
(本発明の実施の形態の概要)
前述したとおり、UCAを用いた送信装置と受信装置により、大容量の通信が可能になるが、送信アンテナと受信アンテナを正面で対向する位置に設置する必要があるため、多方向対応が困難である。また、対向位置に設置したとしても、送受信アンテナ間の軸ずれによるモード間干渉が生じやすい。
(Overview of the embodiment of the present invention)
As mentioned above, a transmitter and a receiver using UCA can enable large-capacity communication, but it is difficult to support multi-directional communication because the transmitter antenna and the receiver antenna must be installed facing each other in front of each other. Even if they are installed facing each other, inter-mode interference is likely to occur due to axial misalignment between the transmitter and receiver antennas.
本実施の形態では、多方向対応を可能とするとともに、モード間干渉を低減して、装置間での大容量伝送を可能とする技術を説明する。以下、本実施の形態におけるシステム構成と、動作の例について詳細に説明する。In this embodiment, we will explain a technology that enables multi-directional support, reduces inter-mode interference, and enables large-capacity transmission between devices. Below, we will explain in detail the system configuration and an example of operation in this embodiment.
(システム構成)
図3に、本実施の形態における無線通信システムの概要構成例を示す。図3に示すように、本実施の形態における無線通信システムは、送信装置100と受信装置200を有する。また、任意の場所に端末であるUE300が存在する。なお、UE300は存在しなくてもよい。
(System Configuration)
Fig. 3 shows a schematic configuration example of a wireless communication system according to the present embodiment. As shown in Fig. 3, the wireless communication system according to the present embodiment includes a transmitting
送信装置100と受信装置200は、それぞれUCAを備えている。所望データの送受信において、送信装置100は、1以上のOAMモードの信号を多重して送信し、受信装置200は、送信装置100から送信された1以上のOAMモードが多重された信号を受信し、各OAMモードの信号を分離する。また、送信装置100と受信装置200はいずれもMIMO多重伝送も行うことが可能である。なお、OAM多重伝送、MIMO多重伝送を、OAM伝送、MIMO伝送と呼んでもよい。The transmitting
UE300は、MIMO多重伝送をサポートしOAM多重伝送をサポートしないこととしてもよいし、OAM多重伝送をサポートしMIMO多重伝送をサポートしないこととしてもよいし、UE300は、MIMO多重伝送とOAM多重伝送の両方をサポートすることとしてもよい。 UE300 may support MIMO multiplexing transmission and not support OAM multiplexing transmission, or may support OAM multiplexing transmission and not support MIMO multiplexing transmission, or UE300 may support both MIMO multiplexing transmission and OAM multiplexing transmission.
本実施の形態では、送信装置100と受信装置200はいずれも移動しない装置(例えば基地局)であることを想定している。ただし、このような想定は一例である。In this embodiment, it is assumed that the transmitting
(動作概要)
図4を参照して本実施の形態における無線通信システムの動作概要を説明する。送信装置100は、2つのUCA(送信UCA1、送信UCA2と呼ぶ)を備え、受信装置200は、1つのUCA(受信UCAと呼ぶ)を備える。なお、送信装置100は、3つ以上のUCAを備え、そのうちの1つが受信UCAと対向してもよい。また、受信装置200も2つ以上のUCAを備えてもよい。
(Operation Overview)
An overview of the operation of the wireless communication system in this embodiment will be described with reference to Fig. 4. The transmitting
送信装置100において、送信UCA1の送信軸と送信UCA2の送信軸はそれぞれ異なる方向へ向けられる。また、送信UCA1と受信UCAとは対向するように配置される。送信UCA1と受信UCAとは対向するが、正確な軸合わせができていなくてもよい。In the
図4に示す例では、送信装置100は、送信UCA1を用いてOAM伝送により受信UCAへ信号送信を行い、送信UCA2によりプリコーディングを用いたMIMO伝送を行う。なお、送信UCA2によりOAM伝送を行うことも可能である。In the example shown in Figure 4, the transmitting
送信UCA2に関しては、送信装置100は、下記の2つの用途(1)、(2)を適応的に切り替えて用いる。
Regarding the transmission UCA2, the transmitting
(1)送信UCA2を、受信UCAとは異なる位置に配置されたUE300とMIMO伝送(又はOAM伝送)による通信を行うために使用する。(1) The transmitting UCA2 is used to communicate via MIMO transmission (or OAM transmission) with a UE300 located at a different location from the receiving UCA.
(2)送信UCA2から反射波等により受信UCAへ届く信号を、送信UCA1と受信UCAの間の軸ずれによるモード間干渉の低減に利用する。
(2) The signal that arrives at the receiving UCA from the transmitting
なお、(1)と(2)を同時に行ってもよい。また、図4では、送信UCA2からの電波が地面で反射されて反射波が受信UCAに届くイメージが描かれているが、地面からの反射波を利用することは一例である。反射波は、建物等からの反射波でもよい。
Note that (1) and (2) may be performed simultaneously. In addition, in FIG. 4, an image is depicted in which the radio wave from the transmitting
また、図4(及び図6以降で説明する例)では、送信装置100の送信UCA1と受信UCAがそれぞれ1つのUCAである場合を示しているが、これは一例である。図5に示すように、送信装置100及び受信装置200がそれぞれ、2つ以上のそれぞれ対向したUCAを用いてOAM-MIMO多重伝送を行うこととしてもよい。図5の例では、送信装置100は、送信UCA1、送信UCA2、送信UCA3の3つのUCAを備える。受信装置200は、受信UCA1、受信UCA2の2つのUCAを備える。送信装置100及び受信装置200がそれぞれ、2つ以上のそれぞれ対向したUCAを用いてOAM-MIMO多重伝送を行う場合でも、基本的な動作は上記の(1)、(2)及び以下で説明する動作と同様である。
Also, in FIG. 4 (and the examples described in FIG. 6 and onward), the transmitting
(詳細動作例)
図6~図8を参照して、図4の構成に基づくより詳細な動作例を説明する。以下、UE300が存在する場合と、UE300が存在しない場合のそれぞれについて説明する。
(Detailed operation example)
A more detailed example of operation based on the configuration in Fig. 4 will be described with reference to Fig. 6 to Fig. 8. Below, a description will be given of a case where the
<UE300が存在する場合>
UE300が存在する場合の動作例を図6に示すシーケンスに沿って説明する。なお、「UE300が存在する」とは、例えば、UE300が、送信UCA2から送信された信号を受信して適切に復調できる位置に存在することである。
<When
An example of operation when
S101(ステップ101)において、UE300が送信装置100に対して接続要求を行う。UE300は、この接続要求により、送信装置100からの信号受信においてOAM多重伝送かMIMO多重伝送のどちらの方式を用いるかを通知する。In S101 (step 101),
S102において、送信装置100は、送信UCA1を用いて、受信装置200の受信UCAに向けてOAM多重伝送により信号を送信し、同時に送信UCA2を用いて、UE300からの要求に応じてOAM多重伝送あるいはMIMO多重伝送により信号をUE300に送信する。本例では、送信UCA2から送信された信号は、UE300に届くとともに、地面等の反射により、受信装置200にも届く場合を想定している。In S102, the transmitting
なお、送信装置100は、送信UCA1,2から送信する信号にプリアンブルを付加して送信する。プリアンブルは送信信号(送信パケット)の先頭に付加する固定パターンの信号であり、受信側ではプリアンブルを用いてチャネル推定等を行うことができる。プリアンブルを既知信号と呼んでもよい。本実施の形態では、複数の直交プリアンブル(直交する系列)を使用している。直交プリアンブルは、例えば、UCA毎、モード毎に送信される。
The transmitting
S103において、UE300は、送信装置100から信号を受信して復調を行う。S104において、受信装置200は、送信UCA1からの送信信号、及び、送信UCA2からの送信信号のそれぞれに付加された直交プリアンブルを用いてチャネル推定を行う。In S103,
S105において、受信装置200は、S104で推定したチャネルを用いて、送信UCA2からの干渉を除去(低減)し、送信UCA1からの信号を復調する。干渉除去については、例えば、MIMO等化処理、チャネル等化処理、逐次干渉除去処理等のデジタル信号処理を用いて行うことができる。In S105, the receiving
図6に示すシーケンスは一例であり、これ以外のシーケンスも実施可能である。例えば、図7に示すシーケンスの動作を行うこととしてもよい。The sequence shown in FIG. 6 is an example, and other sequences can also be implemented. For example, the operation of the sequence shown in FIG. 7 may be performed.
図7のS111、S112は図6のS101、S102と同じである。図7のS113において、UE300は、送信UCA2から受信するプリアンブルを利用してチャネル推定を行い、S115において、チャネル推定結果を送信装置100にフィードバックする。送信装置100は、受信したフィードバックを利用して、UE300向けの信号をプリコーディングしてUCA2から送信する。S118においてUS300は信号を復調する。
S111 and S112 in Figure 7 are the same as S101 and S102 in Figure 6. In S113 in Figure 7, UE300 performs channel estimation using the preamble received from the transmitting UCA2, and in S115, feeds back the channel estimation result to the transmitting
もしくは、UE300がアップリンク信号にプリアンブルを付加して送信し、当該アップリンク信号を受信した送信装置100側でそのプリアンブルに基づいてチャネル推定を行い、チャネル推定結果をプリコーディングに用いることとしてもよい。Alternatively,
一方、S114において 、受信装置200は、送信UCA1からの送信信号、及び、送信UCA2からの送信信号のそれぞれに付加されたプリアンブルを用いてチャネル推定を行い、チャネル推定結果を送信装置100にフィードバックする。送信装置100は、フィードバックをUCA1の信号のプリコーディングに利用する。On the other hand, in S114, the receiving
S117において受信装置200は干渉除去を行って、S119において送信UCA1からの信号を復調する。
In S117, the receiving
上記の動作により、受信装置200及びUE300と、送信装置100との間のチャネルが送信装置100で取得でき、受信UCAへの干渉低減とUE300への接続を同時に達成可能なプリコーディングを行うことができる。
Through the above operation, the transmitting
図6~図7のシーケンスは、図4の構成を前提としているが、図5に示す構成を前提とする場合でも同様のシーケンスで処理を行うことができる。以下、図5に示す構成を前提とした場合における図6~図7のシーケンスについて説明する。以下、既に説明した内容と異なる部分について主に説明する。 The sequences in Figures 6 to 7 are based on the configuration in Figure 4, but similar sequences can be used to perform processing when the configuration shown in Figure 5 is used. Below, we will explain the sequences in Figures 6 to 7 when the configuration shown in Figure 5 is used. Below, we will mainly explain the parts that differ from what has already been explained.
図6のS101において、UE300が送信装置100に対して接続要求を行う。S102において、送信装置100は、送信UCA1及び送信UCA2を用いて、受信装置200の受信UCA1及び受信UCA2に向けてOAM‐MIMO多重伝送により信号を送信し、同時に送信UCA3を用いて、UE300からの要求に応じてOAM多重伝送あるいはMIMO多重伝送により信号をUE300に送信する。6, in S101, UE300 makes a connection request to transmitting
S103において、UE300は、送信装置100から信号を受信して復調を行う。S104において、受信装置200は、送信UCA1及び送信UCA2からの送信信号、及び、送信UCA3からの送信信号のそれぞれに付加された直交プリアンブルを用いてチャネル推定を行う。In S103,
S105において、受信装置200は、S104で推定したチャネルを用いて、送信UCA3からの干渉を除去(低減)し、送信UCA1及び送信UCA2からの信号を復調する。In S105, the receiving
図6に示すシーケンスは一例であり、これ以外のシーケンスも実施可能である。例えば、図7に示すシーケンスの動作を行うこととしてもよい。The sequence shown in FIG. 6 is an example, and other sequences can also be implemented. For example, the operation of the sequence shown in FIG. 7 may be performed.
図7のS111、S112は図6のS101、S102と同じである。図7のS113において、UE300は、送信UCA3から受信するプリアンブルを利用してチャネル推定を行い、S115において、チャネル推定結果を送信装置100にフィードバックする。送信装置100は、受信したフィードバックを利用して、UE300向けの信号をプリコーディングしてUCA3から送信する。S118においてUS300は信号を復調する。
S111 and S112 in Figure 7 are the same as S101 and S102 in Figure 6. In S113 in Figure 7, UE300 performs channel estimation using the preamble received from transmitting UCA3, and in S115, feeds back the channel estimation result to transmitting
一方、S114において、受信装置200は、送信UCA1及び送信UCA2からの送信信号、及び、送信UCA3からの送信信号のそれぞれに付加されたプリアンブルを用いてチャネル推定を行い、チャネル推定結果を送信装置100にフィードバックする。送信装置100は、フィードバックをUCA1及びUCA2の信号のプリコーディングに利用する。Meanwhile, in S114, the receiving
S117において受信装置200は干渉除去を行って、S119において送信UCA1及び送信UCA2からの信号を復調する。In S117, the receiving
<UE300が存在しない場合>
UE300が存在しない場合の動作例を図8に示すシーケンスに沿って説明する。S201において、送信装置100は、送信UCA1と送信UCA2とを用いたOAM-MIMO多重伝送により、受信装置200への信号を送信する。ここでも送信装置100は、送信UCA1,2から送信するそれぞれの信号に直交プリアンブルを付加して送信する。送信UCA2からの送信信号は、地面等に反射して受信UCAに届く。
<When
An example of operation when
S202において、受信装置200は、送信UCA1,2からの送信信号に付加された直交プリアンブルを用いてチャネル推定を行うとともに、同時にモード間干渉を計算し、S203において、モード間干渉情報を送信装置100へフィードバックする。In S202, the receiving
一例として、送信UCA1がOAMモード1とOAMモード2を多重して伝送することでOAM多重伝送を行う場合において、送信UCA1と受信UCAとの間の軸ずれにより、モード間干渉が発生する。モード間干渉により、例えば、送信装置100からOAMモード1で送信した信号の電力の一部が、受信装置200においてOAMモード2の信号の電力として得られるといったことが生じる。As an example, when OAM multiplex transmission is performed by transmitting
モード間干渉情報は、これを用いて干渉補償(干渉低減)を行うことができる情報であればどのような情報であってもよい。例えば、OAMモードの信号としての正しい位相(図1に示したような位相)からの位相のずれの情報を計算し、それをモード間干渉情報として送信装置100にフィードバックすることとしてもよい。The inter-mode interference information may be any information that can be used to perform interference compensation (interference reduction). For example, information on the phase shift from the correct phase (as shown in FIG. 1) as an OAM mode signal may be calculated, and this information may be fed back to the transmitting
S204において、送信装置100は、受信装置200からフィードバックされたモード間干渉情報を基に補償信号を生成し、当該補償信号をMIMO多重により送信UCA2から送信する。At S204, the transmitting
S205において、受信装置200は、S202で推定したチャネルを用いてMIMO等化により補償信号を復調し、S206において、補償信号を用いて、送信UCA1と受信UCAとの間のモード間干渉補償の処理を行うことにより、送信UCA1からOAM多重伝送で送信された信号を復調する。In S205, the receiving
なお、上記のようにして「フィードバック+補償信号」でモード間干渉を低減することは一例である。受信装置200は、送信UCA2からの信号を利用して(つまり、送信UCA1と異なる方向からの信号を利用して)自律的にモード間干渉低減のための信号処理を行うこととしてもよい。Note that the above-described method of reducing inter-mode interference using "feedback + compensation signal" is just one example. The receiving
図8のシーケンスは、図4の構成を前提としているが、図5に示す構成を前提とする場合でも同様のシーケンスで処理を行うことができる。以下、図5に示す構成を前提とした場合における図8のシーケンスについて説明する。以下、既に説明した内容と異なる部分について主に説明する。 The sequence in Figure 8 is based on the configuration in Figure 4, but processing can be performed in a similar sequence even when the configuration shown in Figure 5 is used. Below, we will explain the sequence in Figure 8 when the configuration shown in Figure 5 is used. Below, we will mainly explain the parts that differ from what has already been explained.
S201において、送信装置100は、送信UCA1、送信UCA2、及び送信UCA3を用いたOAM-MIMO多重伝送により、受信装置200への信号を送信する。At S201, the transmitting
S202において、受信装置200は、送信UCA1、2、3からの送信信号に付加された直交プリアンブルを用いてチャネル推定を行うとともに、同時にモード間干渉を計算し、S203において、モード間干渉情報を送信装置100へフィードバックする。In S202, the receiving
一例として、送信UCA1及び送信UCA2がOAMモード1とOAMモード2を多重して伝送することでOAM‐MIMO多重伝送を行う場合において、送信UCA1及び送信UCA2と受信UCA1及び受信UCA2との間の軸ずれにより、モード間干渉が発生する。このようなモード間干渉を補償するためのモード間干渉情報がフィードバックされる。
As an example, when OAM-MIMO multiplex transmission is performed by transmitting UCA1 and UCA2 multiplexing and transmitting
S204において、送信装置100は、受信装置200からフィードバックされたモード間干渉情報を基に補償信号を生成し、当該補償信号をMIMO多重により送信UCA3から送信する。At S204, the transmitting
S205において、受信装置200は、S202で推定したチャネルを用いてMIMO等化により補償信号を復調し、S206において、補償信号を用いて、送信UCA1及び送信UCA2と受信UCA1及び受信UCA2との間のモード間干渉補償の処理を行うことにより、送信UCA1及び送信UCA2からOAM‐MIMO多重伝送で送信された信号を復調する。In S205, the receiving
なお、上記のようにして「フィードバック+補償信号」でモード間干渉を低減することは一例である。受信装置200は、送信UCA3からの信号を利用して(つまり、送信UCA1及び送信UCA2と異なる方向からの信号を利用して)自律的にモード間干渉低減のための信号処理を行うこととしてもよい。Note that the above-described method of reducing inter-mode interference using "feedback + compensation signal" is just one example. The receiving
<動作例のまとめ>
図9に示すとおり、UE300が存在する場合には、送信UCA2によりUE300と通信できるので、任意の方向にあるUE300と通信できる。よって、多方向対応を実現できる。送信UCA2からの電波の反射波を受信UCAが受信する場合には、受信装置200において干渉除去処理で除くことができる。
<Summary of operation example>
As shown in Fig. 9, when
図10に示すとおり、UE300が存在しない場合には、送信UCA2から送信される信号を、送信UCA1と受信UCAとの間の軸ずれにより生じるモード間干渉低減に使用することができる。As shown in FIG. 10, when
なお、図10に示すモード間干渉低減の処理は、図9に示すUE300が存在する場合にも適用可能である。つまり、図9に示す処理と図10に示す処理を組み合わせてもよい。
The inter-mode interference reduction process shown in FIG. 10 can also be applied when the
(装置構成例)
次に、送信装置100と受信装置200の装置構成例を説明する。
(Device configuration example)
Next, an example of the device configuration of the transmitting
<送信装置100>
まず、送信装置100について説明する。図11は、本実施の形態における送信装置100の構成例を示す図である。図11に示すように、送信装置100は、UCA110_1、UCA110_2、OAMモード生成部120、信号処理部130、制御部140を有する。UCA110_1とUCA110_2は、前述した送信UCA1と送信UCA2に相当する。
<Transmitting
First, the transmitting
信号処理部130は、入力されたデータから、搬送波に乗せて送信するデジタル信号を生成し、デジタル信号をアナログ信号に変換(デジタル‐アナログ変換)し、アナログ信号の周波数を搬送波の周波数帯(例:28GHz帯)に変換する。信号処理部130は、生成したアナログ信号をOAMモード生成部120に入力する。The
OAMモード生成部120は、各OAMモードの信号を生成し、生成した信号をUCA110_1及びUCA110_2に供給する。なお、ここでのOAMモードの信号は、OAMモード0の信号(一般的なアンテナ送信信号)であってもよい。The OAM
OAMモード生成部120は、例えばバトラー回路である。ただし、バトラー回路等のアナログ処理でOAM信号を生成することは一例である。デジタル信号処理でOAMモード信号を生成してもよい。The OAM
制御部140は、UE300からの接続要求を受信し、接続要求に応じて信号生成(OAM又はMIMO)を信号処理部130及びOAMモード生成部120に指示する。信号処理部130及びOAMモード生成部120は、指示に従って信号生成を行う。The
また、制御部140は、受信装置200からフィードバック(モード間干渉情報)を受信し、当該フィードバックに基づく補償信号の生成を信号処理部130及びOAMモード生成部120に指示する。信号処理部130及びOAMモード生成部120は、指示に従って信号生成を行う。In addition, the
<受信装置200>
次に、受信装置200について説明する。図12は、本実施の形態における受信装置200の構成例を示す図である。図12に示すように、受信装置200は、UCA210、OAMモード分離部220、信号処理部230、制御部240を有する。
<Receiving
Next, a description will be given of the receiving
UCA210は、前述した受信UCAに相当する。OAMモード分離部220は、バトラー回路を有する。なお、OAMモード分離にバトラー回路を使用することは一例である。デジタル信号処理によりOAMモード分離を行ってもよい。
信号処理部230は、OAMモード分離部220(バトラー回路を想定)から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換(アナログ‐デジタル変換)し、復調を行って、データ(ビット列)を生成し、出力する。The
また、信号処理部230は、チャネル推定、MIMO等化処理、チャネル等化処理、逐次干渉除去処理、モード間干渉情報の計算等を行う。また、信号処理部230は、補償信号を用いたモード間干渉低減処理、及び、補償信号を用いないモード間干渉低減処理のいずれも行うことが可能である。In addition, the
制御部240は、OAMモード分離部220及び信号処理部230への動作指示を行う機能の他、信号処理部230により計算されたモード間干渉情報をフィードバックとして送信装置100へ送信する機能を有する。The
(実施の形態の効果)
以上説明した本実施の形態に係る技術により、UCAを用いた無線伝送技術において、多方向対応が可能になるとともに、対向UCA間でのモード間干渉低減が可能となる。また、多方向対応と対向UCA間でのモード間干渉低減とを適応的に切り替えることができる。また、多方向対応と対向UCA間でのモード間干渉低減とを同時に行うこともできる。
(Effects of the embodiment)
The technology according to the present embodiment described above enables multi-directional support in a wireless transmission technology using UCA, and enables inter-mode interference reduction between opposing UCAs. In addition, it is possible to adaptively switch between multi-directional support and inter-mode interference reduction between opposing UCAs. In addition, it is also possible to simultaneously perform multi-directional support and inter-mode interference reduction between opposing UCAs.
(実施の形態のまとめ)
本明細書には、少なくとも下記の各項に記載した無線通信システム、送信装置、及び受信装置が記載されている。
(第1項)
送信装置と受信装置とを備える無線通信システムであって、
前記送信装置は、第1のUCAと第2のUCAとを有する複数のUCAを備え、前記受信装置は、第3のUCAを備え、
前記第1のUCAの送信軸と前記第2のUCAの送信軸は異なる方向に向けられており、前記第1のUCAは前記第3のUCAと対向する
無線通信システム。
(第2項)
前記送信装置は、前記第2のUCAを用いて、任意の方向に存在する端末への信号送信を行う
第1項に記載の無線通信システム。
(第3項)
前記受信装置は、前記第2のUCAから送信された信号を、前記第1のUCAと前記第3のUCAとの間のモード間干渉の低減に利用する
第1項又は第2項に記載の無線通信システム。
(第4項)
送信装置と受信装置とを備える無線通信システムにおいて使用される前記送信装置であって、
第1のUCAと第2のUCAとを有する複数のUCAを備え、
前記第1のUCAの送信軸と前記第2のUCAの送信軸は異なる方向に向けられており、前記第1のUCAは、前記受信装置が備える第3のUCAと対向する
送信装置。
(第5項)
前記受信装置から、前記第1のUCAと前記第3のUCAとの間のモード間干渉の情報をフィードバックとして受信し、当該フィードバックに基づいて、モード間干渉を補償するための補償信号を前記受信装置に送信する
第4項に記載の送信装置。
(第6項)
受信装置と、第1のUCAと第2のUCAとを有する複数のUCAを備える送信装置とを備える無線通信システムにおいて使用される前記受信装置であって、
前記第1のUCAの送信軸と前記第2のUCAの送信軸は異なる方向に向けられており、前記第1のUCAと対向する第3のUCAを備える
受信装置。
(第7項)
前記第2のUCAから送信された信号を、前記第1のUCAと前記第3のUCAとの間のモード間干渉の低減に利用する
第6項に記載の受信装置。
(Summary of the embodiment)
This specification describes at least the wireless communication system, the transmitting device, and the receiving device described in the following sections.
(Section 1)
A wireless communication system including a transmitting device and a receiving device,
the transmitting device includes a plurality of UCAs including a first UCA and a second UCA, the receiving device includes a third UCA,
A wireless communication system, wherein a transmission axis of the first UCA and a transmission axis of the second UCA are oriented in different directions, and the first UCA faces the third UCA.
(Section 2)
The wireless communication system according to
(Section 3)
The wireless communication system described in
(Section 4)
A transmitting device used in a wireless communication system including a transmitting device and a receiving device,
a plurality of UCAs including a first UCA and a second UCA;
A transmitting device, wherein a transmission axis of the first UCA and a transmission axis of the second UCA are oriented in different directions, and the first UCA faces a third UCA provided in the receiving device.
(Section 5)
The transmitting device according to claim 4, further comprising: receiving information on inter-mode interference between the first UCA and the third UCA as feedback from the receiving device; and transmitting a compensation signal for compensating for the inter-mode interference to the receiving device based on the feedback.
(Section 6)
A receiving device for use in a wireless communication system, the receiving device including a transmitting device having a plurality of UCAs including a first UCA and a second UCA,
A receiving device, wherein a transmission axis of the first UCA and a transmission axis of the second UCA are oriented in different directions, and the receiving device further comprises a third UCA opposed to the first UCA.
(Section 7)
The receiving device according to claim 6, wherein a signal transmitted from the second UCA is utilized to reduce inter-mode interference between the first UCA and the third UCA.
以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to such a specific embodiment, and various modifications and variations are possible within the scope of the gist of the present invention as described in the claims.
100 送信装置
110 UCA
120 OAMモード生成部
130 信号処理部
140 制御部
200 受信装置
210 UCA
220 OAMモード分離部
230 信号処理部
240 制御部
300 UE
100 Transmitting device 110 UCA
120 OAM
220 OAM
Claims (4)
前記送信装置は、第1のUCAと第2のUCAとを有する複数のUCAを備え、前記受信装置は、第3のUCAを備え、
前記第1のUCAの送信軸と前記第2のUCAの送信軸は異なる方向に向けられており、前記第1のUCAは前記第3のUCAと対向し、
前記送信装置は、前記第2のUCAを用いて、任意の方向に存在する端末への信号送信を行う
無線通信システム。 A wireless communication system including a transmitting device and a receiving device,
the transmitting device includes a plurality of UCAs including a first UCA and a second UCA, the receiving device includes a third UCA,
a transmission axis of the first UCA and a transmission axis of the second UCA are oriented in different directions, and the first UCA faces the third UCA;
The transmitting device transmits a signal to a terminal located in any direction using the second UCA.
Wireless communication system.
前記送信装置は、第1のUCAと第2のUCAとを有する複数のUCAを備え、前記受信装置は、第3のUCAを備え、
前記第1のUCAの送信軸と前記第2のUCAの送信軸は異なる方向に向けられており、前記第1のUCAは前記第3のUCAと対向し、
前記受信装置は、前記第2のUCAから送信された信号を、前記第1のUCAと前記第3のUCAとの間のモード間干渉の低減に利用する
無線通信システム。 A wireless communication system including a transmitting device and a receiving device,
the transmitting device includes a plurality of UCAs including a first UCA and a second UCA, the receiving device includes a third UCA,
a transmission axis of the first UCA and a transmission axis of the second UCA are oriented in different directions, and the first UCA faces the third UCA;
The receiving device utilizes the signal transmitted from the second UCA to reduce inter-mode interference between the first UCA and the third UCA.
Wireless communication system.
第1のUCAと第2のUCAとを有する複数のUCAを備え、
前記第1のUCAの送信軸と前記第2のUCAの送信軸は異なる方向に向けられており、前記第1のUCAは、前記受信装置が備える第3のUCAと対向し、
前記受信装置から、前記第1のUCAと前記第3のUCAとの間のモード間干渉の情報をフィードバックとして受信し、当該フィードバックに基づいて、モード間干渉を補償するための補償信号を前記受信装置に送信する
送信装置。 A transmitting device used in a wireless communication system including a transmitting device and a receiving device,
a plurality of UCAs including a first UCA and a second UCA;
a transmission axis of the first UCA and a transmission axis of the second UCA are oriented in different directions, and the first UCA faces a third UCA provided in the receiving device;
receiving information on inter-mode interference between the first UCA and the third UCA as feedback from the receiving device, and transmitting a compensation signal for compensating for the inter-mode interference to the receiving device based on the feedback;
Transmitting device.
前記第1のUCAの送信軸と前記第2のUCAの送信軸は異なる方向に向けられており、前記第1のUCAと対向する第3のUCAを備え
前記第2のUCAから送信された信号を、前記第1のUCAと前記第3のUCAとの間のモード間干渉の低減に利用する
受信装置。 A receiving device for use in a wireless communication system, the receiving device including a transmitting device having a plurality of UCAs including a first UCA and a second UCA,
The transmission axis of the first UCA and the transmission axis of the second UCA are oriented in different directions, and a third UCA is provided opposite the first UCA.
A signal transmitted from the second UCA is utilized to reduce inter-mode interference between the first UCA and the third UCA.
Receiving device.
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